CHE COSA È L’INFORMAZIONE? non la sappiamo definire con precisione da un punto di vista scientifico L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto dell’informare o dell’informarsi. Informare.
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CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
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I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
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Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
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Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
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L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
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L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
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Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
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Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
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Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
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Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
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CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
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I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
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Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
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L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
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L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
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di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
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Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
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Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
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La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
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In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
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Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
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In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
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L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
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Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
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Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
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Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
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L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
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Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
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Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
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Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
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Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
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Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
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Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
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Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
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L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
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Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
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Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
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IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
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La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
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Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
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L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
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Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
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Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
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Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
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Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
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L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
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Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
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Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
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L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
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L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
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… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
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… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
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L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
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• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
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Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
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La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
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Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
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Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
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• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
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• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
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Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
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L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
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L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
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QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 2
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
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20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 3
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 4
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 5
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
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20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 6
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
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20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 7
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 8
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 9
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 10
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 11
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 12
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 13
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 14
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
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Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
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54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 15
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 16
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 17
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 18
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 19
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 20
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 21
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 22
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 23
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 24
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 25
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 26
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
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20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 27
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 28
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 29
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 30
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 31
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 32
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 33
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 34
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 35
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 36
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 37
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 38
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 39
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 40
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
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19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 41
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 42
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 43
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 44
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
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21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 45
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 46
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 47
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 48
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 49
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 50
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
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Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 51
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 52
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 53
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 54
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 55
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 56
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 57
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 58
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 59
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 60
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 61
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 62
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 63
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
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Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
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54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 64
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 65
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 66
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 67
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 68
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 69
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 70
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 71
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 72
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 73
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 74
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 75
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 76
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 77
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 78
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 79
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 80
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 81
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 82
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 83
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 84
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 85
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 86
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 87
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 88
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 89
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 90
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 91
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 92
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 93
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 94
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 95
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 96
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 97
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 98
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 99
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 100
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 101
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 102
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 103
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 104
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 105
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 106
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 107
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 108
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 109
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 110
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 111
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 112
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
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Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
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54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 113
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 114
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 115
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 116
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 117
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 118
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 119
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
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20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 120
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
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21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 121
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 122
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 123
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 124
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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19
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21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 125
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 126
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
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21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 127
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
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21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 128
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
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Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
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In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
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Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
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Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
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Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
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Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
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Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
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L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
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54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 2
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 3
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 4
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
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20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 5
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 6
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 7
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 8
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 9
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
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20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 10
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 11
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 12
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 13
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
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20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 14
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
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20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 15
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 16
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 17
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 18
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 19
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 20
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 21
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 22
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 23
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 24
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 25
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 26
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 27
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 28
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 29
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 30
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 31
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 32
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 33
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
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Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
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54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 34
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 35
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 36
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 37
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 38
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 39
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 40
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
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21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 41
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 42
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 43
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 44
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 45
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 46
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 47
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 48
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 49
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 50
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 51
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 52
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 53
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 54
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 55
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 56
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 57
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 58
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 59
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 60
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 61
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 62
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
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20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 63
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 64
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 65
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 66
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 67
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 68
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 69
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 70
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 71
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 72
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 73
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 74
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 75
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 76
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 77
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 78
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 79
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 80
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 81
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 82
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
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Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
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54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 83
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 84
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 85
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 86
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 87
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 88
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 89
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 90
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 91
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 92
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 93
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 94
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 95
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 96
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
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20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 97
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 98
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 99
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 100
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 101
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
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7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
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9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
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Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
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Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
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Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
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Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
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CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
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L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
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La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
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Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
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In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
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L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
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Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
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Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
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L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
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Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
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Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
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Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
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Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
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Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
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Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
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Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
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L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
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Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
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IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
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Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
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L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
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Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
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Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
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Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
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Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
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L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
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Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
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Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
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L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
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Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
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• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
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L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 102
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 103
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 104
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 105
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 106
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 107
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 108
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 109
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 110
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 111
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 112
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 113
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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19
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21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 114
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 115
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 116
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 117
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 118
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
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23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 119
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 120
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 121
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 122
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 123
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 124
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 125
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 126
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 127
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
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18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128
Slide 128
CHE COSA È L’INFORMAZIONE?
non la sappiamo definire con precisione
da un punto di vista scientifico
L’ “informazione” consiste nell’atto, nell’effetto
dell’informare o dell’informarsi.
Informare significa “dare forma”
L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e
struttura.
Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o
da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto
della comunicazione. Per struttura si intende invece il
modo in cui i contenuti sono organizzati.
4
I Media
e la Scienza dell’Informazione
Il metodo del mondo dei media è quello di
riuscire, per un’efficace comunicazione, a fare
spesso opere di astrazione, di generalizzazione e
di sintesi molto forti.
Per questo giornalismo e informatica non sono poi
così diversi
L’informatica è la scienza dell’immateriale, la
scienza che gestisce come funziona il processo,
che fa un bilancio generale dei flussi di
informazione staccandosi provvisoriamente
dall’aspetto materiale, più concreto e contingente.
5
Che cosa vuol dire di preciso astrarre?
6
7
Un’astrazione valida per entrambi i casi precedenti.
Un modello è il risultato di un processo di astrazione.
8
9
L’importanza del linguaggio
Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume
un ruolo fondamentale perché
preconfigura, ingabbia in anticipo,
preinterpreta l'oggetto della propria indagine.
William James, precursore delle scienze
umane postmoderne, sostiene che
un linguaggio neutrale non esiste né può
esistere;
10
L’importanza del linguaggio
a seconda delle scelte operate il
linguaggio può portare
a trascurare differenze,
a uniformare dati
a sostituire mere astrazioni ad
atti o a situazioni concrete.
11
Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel
famoso aforisma:
“I limiti del mio linguaggio
sono i limiti del mio mondo”
Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal
linguaggio.
A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è
linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce
Wittgenstein in un’altra direzione: verso l’etica e verso il mistico, oltre i
confini della logica.
Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che
Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima
persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo
che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno
avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati.
Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta
12
Una visione postmoderna
pluralismo teorico
e
pragmatismo conoscitivo
13
Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza
speculare fra fatti e verità, è preferibile un’idea
basata su una scelta pragmatica della conoscenza,
nella quale
“le teorie diventano strumenti”
e non sono risposte definitive,
le leggi vengono considerate non norme oggettive,
ma “approssimazioni” da usare ...
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching
Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista
rappresenta una liberazione dalle rigide regole della
tradizione che si manifesta con la diffidenza per la
conoscenza e il ragionamento convenzionali.
24
Il Libro del Tao e della virtù
(Tao Tê Ching)
• considerato come una delle vette del pensiero
cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al
570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche
paradosso …
• a differenza della logica occidentale, la logica cinese
prevede che la causa possa essere un effetto e un
effetto possa essere una parte della causa: per i
cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed
effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti
simultanei della stessa verità".
25
CHE COSA È LA CIBERNETICA
l’arte del pilotare
Scienza interdisciplinare
che si occupa di evidenziare e analizzare
le analogie
fra i sistemi di comunicazione e controllo
negli organismi viventi e nelle macchine.
Il termine, derivato dal greco
kybernetiké techne (l’arte del pilotare),
26
I messaggi fra l’uomo e le macchine, fra le
macchine e l’uomo, e fra macchine e
macchine sono destinati ad avere una
parte sempre più importante.
Norbert Wiener (1894-1964)
Matematico statunitense e padre della cibernetica
E così pure l’entità informazione è destinata ad avere sempre più
importanza, anzi ha già un’importanza decisiva.
27
Gli strumenti essenziali della cibernetica
sono
la teoria dell’informazione,
la termodinamica
e un massiccio uso di algoritmi
per formalizzare e applicare i meccanismi di
controllo.
28
L’importanza dell’interdisciplinarità
Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio
l’interdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace
di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali
settori separati della scienza.
I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che
hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale,
come la psicocibernetica, la bionica ecc.,
ma gli studiosi che si mantengono attenti
alla portata generale del loro lavoro.
Norbert Wiener
29
L'intelligenza per i cibernetici è costituita
da informazione.
È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla
massa fisica del cervello che costituisce
solamente il supporto di elaborazione
dell'informazione.
Un calcolatore sufficientemente potente
potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici,
tutta l'intelligenza di un uomo.
30
di un'intelligenza costituita da informazione,
ossia dati e algoritmi per elaborarli, ispirerà la
psicologia cognitivista.
dell'intelligenza come effetto emergente della
connessione di una moltitudine di elementi non
intelligenti ispirerà la piscologia connessionista.
di Wiener dell'intelligenza astraibile dal
corpo ispireranno dapprima la ricerca sull'intelligenza
artificiale e poi il concetto di ciberspazio, enunciato nel
1984 dallo scrittore di fantascienza W. Gibson.
31
Il "connessionismo“ ritiene che per lo studio della mente non sia
irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il
cervello.
L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di
elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di
proprietà fisiche.
Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni
le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la
rispondenza delle varie unità
Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo,
cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di
attivazione.
Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari
rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete.
La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e
tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.
32
Nuova cibernetica e nuova IA
Quando si osservano i comportamenti di qualunque
essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad
attribuire a questo essere vivente uno scopo.
Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando
cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di
scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta
cercando di marinare la scuola così sta meglio.
Quindi quando si osserva il comportamento di un
animale quasi sempre è possibile spiegare il suo
comportamento in termini di un qualche obiettivo.
33
La cibernetica nasce da un’analisi di questo
problema: di che cosa ha bisogno un essere
vivente per comportasi in modo tale che io gli
attribuisca uno scopo?
La cibernetica tenta di creare delle macchine che
si comportino in modo tale che gli si possa
attribuire uno scopo.
Studio come ho fatto la macchina, e forse il
modo in cui ho fatto la macchina mi può
insegnare qualcosa su come funziona l’animale
34
In un qualunque sistema di comunicazione vi è
un’informazione iniziale o “input”, che mediante la
codificazione viene trasformata in segnali (per es. le
parole pronunciate al telefono vengono trasformate
in onde elettriche), l’informazione codificata viene
trasmessa al destinatario, che la decodifica.
L’informazione decodificata o “output” non è
identica all’input iniziale, perché durante le
operazioni di codificazione, trasmissione e
decodificazione si sono verificate interferenze che
hanno ridotto l’intelligibilità del messaggio.
35
Tale fenomeno, che è analogo a quello
dell’entropia, viene quantificato mediante
calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla
termodinamica,
cosicché risulta possibile determinare e
misurare il contenuto informativo di ogni
messaggio in relazione al numero di simboli
impiegati, alla loro combinazione e alle varie
deformazioni.
36
In generale si ritiene che la quantità
d’informazione è maggiore quanto più il
messaggio è improbabile,
mentre la quantità minima di informazione è
data da un messaggio che permette due sole
possibilità di scelta ugualmente probabili;
questa scelta viene definita ‘bit’ (binary
digit) e costituisce l’unità di misura
dell’informazione.
37
L’ipotesi da cui prende le mosse questa
teoria, è che il passaggio da uno stato
d’ignoranza a uno di conoscenza completa
avviene in maniera progressiva,
attraverso un processo di approssimazione
che riduce, ad ogni passo, il grado di
indeterminazione.
Tale processo è dato da una serie di passi
discreti per ognuno dei quali si può misurare
il grado di indeterminazione.
38
Se l’informazione completa corrisponde
alla parola “aia”, dato l’alfabeto italiano
composto di 21 lettere, all’inizio il
grado d’indeterminazione sarà 9261,
pari a 213
(21x21x21, prodotto delle scelte
possibili ad ogni passo, che sono
appunto 21).
39
Dopo l’identificazione del primo simbolo, cioè “a”,
restano 441 alternative,
questa riduzione di indeterminazione viene
convenzionalmente misurata come log (9261/441),
generalizzando: log k – log h, dove k è il grado
d’indeterminazione prima dell’informazione e h è il
grado di indeterminazione dopo l’informazione.
L’espressione log k, che rappresenta l’indeterminazione
precedente all’atto informativo, viene detta entropia.
40
Meccanismi di retroazione
feedback
In che consiste un meccanismo di retroazione?
Prima c’è un’azione, l’animale sta vivendo,
misura il valore di una certa variabile, per
esempio la temperatura corporea, poi questa
informazione torna indietro al sistema che
controlla i comportamenti dell’animale e lo
aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette
in atto un comportamento per cercare ombra.
41
L’occhio della rana
Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts
e McClullen, che erano due dei pionieri della
cibernetica, e che negli anni ’40 hanno studiato
come funziona la rana quando vuole catturare un
insetto.
Hanno studiato l’occhio della rana e, diversamente
dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati
proprio a studiare fisicamente come funziona
quest’occhio.
42
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
43
Sono andati a dissezionarlo hanno visto
come e dove sono i nervi, come funziona il
cervello della rana, ed hanno fatto degli
esperimenti.
Per la rana mangiare insetti è veramente
vitale, se non ci riesce muore.
Quindi deve avere un meccanismo di
retroazione che quando ha fame mette in atto
un meccanismo di ricerca del cibo.
44
Pitts e McClullen hanno studiato come
funziona questo meccanismo, e cosa hanno
scoperto?
Che la rana molto semplicemente ha un
meccanismo che reagisce quando un
oggetto piccolo attraversa il suo campo
visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve
essere necessariamente una mosca.
45
Quando questo attraversa il campo visivo la
rana calcola dove sta questo oggetto e mette
in atto un semplice riflesso della lingua
e spesso e volentieri, non sempre perché
anche la rana fallisce, qualche volta, cattura
l’insetto.
46
Per la trasformazione di un determinato input in
un determinato output esiste sempre un’infinità
di algoritmi capaci di creare quella
trasformazione
e quindi il fatto di avere creato un modello che
con successo trasforma gli input in output non
significa minimamente che l’animale che sto
osservando utilizza quel meccanismo, può darsi
che stia utilizzando un meccanismo totalmente
diverso.
47
Differenze dall’IA classica
Se dovessimo creare un robot per catturare
insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile,
mentre la rana lo fa molto semplicemente con un
meccanismo che già negli anni ’40 Pitts e
McClullen sono stati in grado di descrivere in
dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore
che può riprodurre questo comportamento.
Ma qui possiamo notare delle differenze di
fondo rispetto all’intelligenza artificiale
classica.
48
Nell’intelligenza artificiale classica si
rappresento i problemi in termini simbolici,
quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la
descrizione simbolica del mondo che sta
vedendo la rana,
la creazione di questa descrizione è qualcosa di
molto difficile a livello computazionale, alle
volte impossibile,
poi avrei dovuto manipolare quel mondo che
ho rappresentato.
49
L’occhio della rana non crea nessuna
rappresentazione dell’intero spazio che sta
vedendo, non gli interessa, ha semplicemente
un qualche cosa che si accende si/no,
che dice se un oggetto piccolo si sta
muovendo nel suo campo visivo,
e se è sì manda un segnale diretto al muscolo
giusto che fa estendere la lingua e siccome sta
guardando nella direzione dell’oggetto la
lingua arriva direttamente là dove deve
arrivare.
50
Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare
problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione
sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista
computazionale, viene realizzata attraverso connessioni
fisiche tra i sensori, l’occhio, e i muscoli.
Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in
memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica,
tutto questo non c’è, c'è una semplice azione riflessa organizzata in
un modo che è anche facile riprodurre su un computer.
Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dell’idea che
si farebbe un sostenitore dell’intelligenza artificiale classica.
Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è
un’ipotesi teorica.
51
Scopriamo neurologicamente che quando io
immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli
stessi neuroni di quando realmente ci esco.
Oggi per risolvere i problemi del tipo del
comportamento della rana si procede in modo
molto diverso dalla IA classica. I simboli non
funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè
osservare l’aspetto fisico del cervello, osservare
ciò che viene attivato.
TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Prof. Richard WALKER
Università di Napoli
http://www.netmeta.com/tesi/autoref/cibernet/cibernet.htm
52
53
54
IA (o AI) CLASSICA
il cervello elabora informazioni
e anche il computer lo fa
La mente viene essere assimilata ad
un software che gira nel cervello.
Il cervello è una macchina che elabora
informazioni
il cervello è una macchina di Turing
55
La data di nascita ufficiale dell’Intelligenza
Artificiale è l’agosto del 1956, anno in cui il
matematico John McCarthy organizza un
seminario incentrato sull’ipotesi che:
"ogni aspetto dell’apprendimento o ogni altra
caratteristica dell’intelligenza possono essere, in
linea di principio, descritti in modo così preciso
da poter essere simulati mediante una
macchina“.
56
Nel documento originale non si parla di computer
autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più
modestamente, l’intenzione è quella di studiare come
costruire macchine che usino il linguaggio, formino
astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora
riservati agli umani, migliorino se stesse.
In particolare sono convinti che le macchine potranno
un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente
ritenute intelligenti.
57
L’informazione è importante
sì, ma poco conosciuta
Molti dicono che l’informazione è
fondamentale tanto quanto la materia,
l’energia, lo spazio, il tempo …, che è
un’importante entità della quale non si può
fare a meno.
Che cosa sia l’informazione è però una cosa
poco consolidata.
Di concetti di informazione ce ne sono tre.
58
Shannon
Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più
informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che
non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a
distinguere questo messaggio da nient’altro, e questo ha a
che fare con il concetto di probabilità.
Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci
dice, ad esempio,
quando un’informazione è più complessa,
né ci sa dire quando è più profonda.
Per non parlare poi del concetto di informazione utile:
richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare
l’informazione.
59
Kolmogorov
La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità
dell’informazione e si basa profondamente sul concetto di MdT.
Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più
complesso deve essere il programma che me la genera.
Se uno mi dà un’informazione molto banale 01010101…, una
sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera
questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri.
Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una
informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza
è confrontabile con quella della più piccola MdT che la
genera.
60
Questo appena esposto è un altro concetto di
informazione, una bellissima definizione che
riguarda la complessità di calcolo.
Con questa definizione però si apre la strada a
problemi di varia natura. Si può infatti quasi
definire il concetto di sequenza di numeri a caso.
Si apre così un universo di problemi tutti
indecidibili perché non si può mai esser certi
che una sequenza è effettivamente a caso.
Si possono in effetti replicare alcuni
paradossi logici fondamentali.
61
Bennett
Vi do un’ultima definizione di informazione,
quella di Bennett, che riguarda la
profondità.
Una sequenza è tanto più profonda
quanto maggiore è il tempo di calcolo
che ci mette la più piccola MdT che la
può generare.
62
Quale delle tre?
Quale
di queste tre nozioni di informazione è
quella che preferiamo?
Ne dovremo inventare delle nuove?
Senza dubbio. Dovremo cercare di capire
meglio, di afferrare il concetto di
informazione.
Prof. F. Honsell
63
L’importanza dell’informazione
Anche se non esistessero i computer, la teoria
dell’informazione rimarrebbe sempre la terza
grande rivoluzione della fisica del XX secolo.
Ogni essere vivente sulla terra è una creatura
fatta di informazione.
Ogni particella dell’universo, ogni elettrone,
ogni atomo … è pieno di informazione.
64
Boltzmann e lo scorrere del tempo
• Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e
si rompe sparpagliando il suo contenuto.
• In un film proiettato all’indietro si vedrebbero i cocci
e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di
loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro,
che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo
nell’ascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e
infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di
zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve
l’aveva messa.
65
Perché non accade?
• Le leggi fondamentali della fisica sono
simmetriche rispetto allo scorrere del tempo
• La tazzina che si ricompone e va verso l’alto,
non viola nessuna legge della meccanica.
• Boltzmann fu il primo a dare una possibile
spiegazione a questo paradosso
66
L’acqua di una pentola messa sul
fuoco … potrebbe non scaldarsi …
• Secondo l’idea di Boltzmann esiste un numero
eccezionalmente grande di possibili
successioni di interazioni, impercettibilmente
diverse tra loro, che descrivono la caduta e la
rottura della tazzina, mentre ne esiste
sostanzialmente una sola che descrive il
processo inverso.
La ricomposizione è quindi un evento poco
probabile, ma anche …
67
L’energia si degrada
non è tutta riutilizzabile
• Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di
tazza hanno ricevuto nell’urto una certa
quantità di energia che sarebbe esattamente
quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi
ritornare dentro il caffè e farla risalire sul
tavolo, però
– questa energia è stata data agli atomi in forma
irregolare disordinata e quindi
– dal punto di vista macroscopico non dà luogo a
movimento, ma solo a riscaldamento.
68
… e l’entropia?
• La misura termodinamica del livello di probabilità di
uno stato macroscopico è descritta dalla variabile
entropia.
• L’irreversibilità è la proprietà chiave dell’entropia.
– La collisione di due atomi è reversibile: la
collisione inversa è altrettanto valida e probabile
di quella diretta (come per le palle da biliardo)
– Il moto collettivo degli atomi è irreversibile
• Noi siamo fatti da una quantità enorme di
atomi, quindi … esiste una freccia del tempo
69
… e l’informazione?
• Entropia e informazione sono strettamente legate
• L’idea centrale della teoria dell’informazione è
l’entropia
• l’entropia è una misura dell’informazione
• come è possibile che l’informazione, la risposta a una
domanda, sia legata all’entropia, ossia alla misura
dell’improbabilità di una data configurazione del
contenuto di un recipiente?
70
L’entropia di un terno al lotto
• Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono
l’analogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente
probabili, cioè è molto probabile che ne esca una.
– Hanno quindi elevata entropia
• Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a
bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto
probabilmente non uscirà.
• Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non
contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire,
sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto
quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che
non contengono il terno giocato, considerate nel loro
insieme, sono altamente probabili: una vale l’altra per quel
che riguarda il giocatore.
71
• Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi
viene comunicata molta informazione,
• infatti la mia non informazione, il mio grado di
incertezza, era molto elevato prima che io sapessi
quale effettivamente è uscita.
• In questo senso l’entropia, l’incertezza,
l’informazione di Shannon coincidono con l’entropia
di Boltzmann.
72
Il nucleo della Teoria di Einstein
• Il nucleo è che l’informazione non può
viaggiare più veloce della luce
– Non è vero che una particella, o un oggetto non
può viaggiare più veloce della luce
– È invece certo che non può essere trasmessa
informazione con velocità superiore a quella della
luce
73
La minaccia dell’entanglement
• Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica
continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli
scienziati di tutto il mondo stanno cercando di
capirne le conseguenze.
• L’idea di entanglement minaccia di scardinare il
limite della velocità della luce sul trasferimento
dell’informazione e cioè minaccia di scardinare il
cuore della Relatività.
74
Conflitto tra TR e MQ
• TR si basa sul continuo
• MQ si basa sul discreto
• Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono
quasi mai
• L’entanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi
• Gisin e colleghi S227 …
– Difficoltà di descrivere l’entanglement in termini di scambio di
messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene
comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non
c’è una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo.
– Non si può utilizzare l’entanglement per trasferire informazione
alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce.
– Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria
quantistica, ma l’intuizione fisica …
75
Salve le leggi dell’informazione
• Se usate coppie EPR per trasmettere un bit
quantistico di informazione, non state violando il
divieto di trasferire informazione istantaneamente?
• No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal
mittente al destinatario anche un’informazione
classica, due bit classici che non possono viaggiare
più veloci della luce.
• Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a
ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233
76
• Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto
quantistico per trasferire lo stato quantico di un
atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a
distanza, l’informazione effettiva sull’atomo, quella
che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un
luogo all’altro a una velocità superiore a quella della
luce.
• Nonostante la stranezza della misteriosa azione a
distanza dell’entanglement, il divieto einsteiniano di
trasmettere informazione a velocità maggiori di
quella della luce resiste inviolato.
77
• Gli stati quantici collassano istantaneamente,
ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti
di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il
principio di causalità, causa-effetto)
• E la cospirazione misteriosa dell’entanglement
resta oscura come prima.
• Gli scienziati non hanno ancora capito
l’entanglement ma le leggi dell’informazione
sembrano immuni dal pericolo
78
Il mondo è un’ologramma?
• Un ologramma è un tipo di immagine particolare che
sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per
realizzare un particolare tipo di fotografia,
un’immagine tridimensionale di un oggetto.
• Pur essendo registrato su un substrato
bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una
lamina, nell’ologramma è codificata tutta
l’informazione tridimensionale.
• Supponiamo che sia fotografato un dado.
Camminando intorno all’ologramma vedremmo tutte
le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria.
79
L’Universo in un grano di sabbia?
• La teoria definitiva non può riguardare i
campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo
scambio di informazione tra processi fisici
• Anche un briciolo di materia, teoricamente,
può immaganizzare una quantità astronomica
di informazione.
80
Al concetto di Informazione è stata data una
sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella
teoria matematica dell’informazione.
La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha
ormai più di cinquant'anni. Oggi l’ impostazione di
Shannon sembra ormai superata.
Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria
dell'informazione, che andrà ben al di là?
81
L’INFORMAZIONE QUANTISTICA
La natura dell'informazione trasportata da una particella
quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può
essere immagazzinata classicamente in un qualunque
modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip,
segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o
lettere su un foglio di carta).
Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è
possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le
peculiarità di questo tipo di informazione.
82
QUBIT, informazione originaria
BIT, informazione codificata
EBIT, mutua informazione
Storicamente si è passati dal
bit della Teoria dell'Informazione Classica,
al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione
Quantistica.
83
Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile
corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0
(Falso).
Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati
di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati
nel linguaggio aritmetico in 0 e 1.
Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno
memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip
come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o
gruppi di questi.
In questo caso , le leggi delle meccanica quantistica comportano che
oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato
intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1
né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo
rispetto al bit attuale.
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/php/glossario.php?Testo=qubit
84
Ontologicamente si passa dalla ricchezza
dell'infinita informazione potenziale dei
qubit alla misura, all'evento.
Dalle infinite potenzialità, tutte
contemporaneamente presenti, emerge
l’evento, si genera la separazione, il singolo.
85
Dall’ infinita potenzialità nasce il Mondo, come
una delle possibilità.
La stabilità della materia si genera con la
creazione di strutture che si formano tramite
vincoli, regole, che limitano la libertà di essere,
ma proprio limitando la libertà di essere, creano
la realtà che osserviamo,
e le strutture di questa realtà risultano essere
informazione codificata in bit.
86
La separazione, l’evento, avviene mediante
un’interdipendenza tra eventi ed in questo
senso non è separazione ma rappresenta
un’unità, un’inseparabilità.
L’ebit è fondamentale per la Quantum
Information e rappresenta la mutua
informazione (entanglement) tra qubit.
QIS
87
L’interpretazione di Copenaghen
Secondo tale interpretazione
• L’atto dell’osservazione era mal definito.
• Una domanda sorgeva spontanea:
uno strumento scientifico farebbe
collassare la funzione d’onda, oppure è
necessario un osservatore cosciente?
A tale questione non si dava alcuna
risposta.
88
• Non era neanche chiaro se la funzione d’onda, a
qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta
solo di un artefatto matematico che non ha un
corrispettivo fisico vero e proprio.
• Anche se la funzione d’onda ci dice di sì, ci si
chiede l’elettrone si trova veramente in due
posti diversi, o è solo una questione puramente
matematica?
Non c’era una scelta obbligata da fare, ognuno
poteva scegliere come voleva. L’interpretazione
di Copenaghen non prendeva posizione
89
Interpretazioni alternative
a quella di Copenaghen
• Ci sono molte interpretazioni alternative a quella
di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti
di vista molto diversi e osano senza timore
un’interpretazione in termini di realtà.
• Tutte queste interpretazioni creano però tanti
problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti.
• Un’interpretazione però, tra queste, sta
guadagnando terreno … ma anche questa porta
con sé un pesante fardello …
90
Il multiverso
• Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti
comincia ad avere anche un senso fisico, e
l’informazione diventa parte integrante della
struttura dello spazio-tempo
• Fu concepita da Everett nel 1957:
l’interpretazione a molti mondi
• Everett afferma che la funzione d’onda è un oggetto
reale e quando essa afferma che l’elettrone è in due
posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti
contemporaneamente.
91
• A differenza di tutte le altre varianti non c’è un
vero e proprio collasso della funzione d’onda.
• Quando l’informazione sfugge dall’elettrone in
sovrapposizione, quando qualcuno misura se
l’elettrone è a destra o a sinistra, l’elettrone
sceglie … l’una o l’altra possibilità. Ci riesce
alterando la struttura dell’universo con l’aiuto
dell’informazione.
• Pensiamo al nostro universo come a un sottile
foglio trasparente …
92
• Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto
in sovrapposizione, esistendo
simultaneamente in due posti diversi.
• Quando qualcuno acquisisce informazione
sulla particella, ad esempio colpendola con un
fotone, l’osservatore vedrà l’elettrone a
sinistra o a destra, e non in entrambe le
posizioni.
• Un seguace di C. dirà che la funzione d’onda
collassa in quel punto; l’elettrone sceglie di
stare a sinistra o a destra.
93
L’universo si biforca
• Un adepto dei molti mondi direbbe che l’universo si biforca.
• L’universo ora è formato da due fogli incollati insieme.
• Quando l’informazione sulla posizione dell’elettrone si
diffonde essa mostra che l’universo è duplice.
• In uno dei due universi l’elettrone si trova a destra, nell’altro a
sinistra.
• In uno dei due universi un osservatore l’ha misurato a destra,
nell’altro a sinistra.
• Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi,
non sanno l’uno dell’altro, e non possono più interagire, non
possono più scambiare informazione.
• Il multiverso permette di spiegare anche l’entanglement
94
La sovrapposizione nel multiverso
• Un multiverso che si
biforca a causa dello
scambio di
informazione, permette
di spiegare anche la
fantomatica azione a
distanza delle particelle
entangled
95
Una coppia EPR nel multiverso
96
L’universo è un computer?
Elabora informazione
• Nel 2001 , Seth Lioyd, il fisico che identificò nel
buco nero l’ultima frontiera dei computer,
seguì una logica simile per dedurre quante
operazioni potrebbe aver fatto l’universo
visibile.
10120 operazioni
• Nel 2004 Krauss fece l’altra metà del calcolo e
disse che gliene restavano da fare più o meno
altrettante.
97
•La vita si basa
sull’elaborazione
dell’informazione e
quindi non può che
essere finita.
98
Tutto avrà termine
• L’informazione immagazzinata e conservata verrà
dispersa in maniera irreversibile , tutta la nostra
civiltà andrà perduta.
• Anche se non potrà mai essere veramente distrutta,
l’informazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo
buio e senza vita.
• Quest’informazione così preziosa, capace di
illuminare i misteri più oscuri dell’universo, porta con
sé i semi della propria distruzione.
99
1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione.
Una scimmia vede un’altra scimmia, in una stanza attigua,
afferrare il cibo e portarselo alla bocca.
La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo
della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del
neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone
dell’afferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che
afferra il cibo .
2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia
attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno
schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore,
ottengo la stessa risposta.
100
I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere
compresa anche mediante gesti … questa gestualità
potrebbe essere all’origine del linguaggio, giacché non si
tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un
sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio
invece è una convenzione.
La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve
esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini
primitivi si siano messi d’accordo per dare nomi alle cose.
Dev’esserci stato un processo evolutivo mediante
qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e
101
anche da una persona B.
… IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE.
Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite
che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo d’accordo.
La base comune condivisa non è quindi il linguaggio
verbale, ma il linguaggio dei gesti.
Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del
linguaggio.
Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati
neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.
102
Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la
quantità di informazioni racchiuse dall’Enciclopedia
Britannica.
Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in
continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare
continuamente circuiti e funzioni che vengono meno
perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica
la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di
sostituire fino all’80% dei propri interruttori in un mese
103
Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora
possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel
cervello sano.
Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la
memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei
fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre
funzioni cognitive e quelle che chiamiamo “coscienza”
non si trovano in altri distretti corporei.
Senza nulla tohgliereall’interazione con l’ambiente e a
molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il
comportamento è un fenomeno del nostro cervello.
104
Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che
chiamano “correlati neuronali della coscienza”
Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il
cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del
1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime
immagini del cervello, pensai: “questo cambia tutto.
Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un
passaggio che ci permetterà di distinguere
l’immaginazione dalla percezione, l’intenzione dalla
memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo.
Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una
macchina della verità abbastanza affidabile, basata
sullo scanner cerebrale
105
Domanda dal pubblico:
Se questo fosse vero, dovremmo concludere che la
coscienza è una proprietà emergente legata alla
complessità neurale e non a qualcosa di extramateriale,
che la si chiami anima o spirito.
A questo punto il determinismo verrebbe convalidato
e non esisterebbe più il concetto di libero arbitrio
Pag. 87
risponde che quanto dice non è sempre
vero, anche se può esserlo in molti casi.
la coscienza ci è ervita come guida per evitare la
scomparsa della specie. la coscienza è una parte del
nostro mondo naturale. pag. 90
106
Mettere il comportamento, la memoria, il
linguaggio, le emozioni in relazione alle
attività del cervello significa semplicemente
rendere conto di 2500 anni di osservazione
che portano in quella direzione.
… I nostri momenti intellettuali e spirituali
non vengono minimamente intaccati
dall’avere una base biologica-fisica
107
Se la mente consiste nella componente
informazionale di un corpo umano,
così come è possibile la sopravvivenza di un
organo senza il resto del corpo cui appartiene
se i suoi scambi metabolici vengono garantiti,
così anche per la mente dovrebbe essere
possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi
scambi d’informazione
BASTI
108
109
Esperimento realizzato da Vladimir Poponin
biologo quantistico
• Esiste una tipologia di energia, meglio dire un
nuovo campo, che in passato non è stata
riconosciuta
• Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione
della luce, attraverso questa nuova forma di
energia, preferibile questo nuovo campo.
110
Con l’esperimento di Poponin viene eccitata
Sembra che in questo modo venga messo in
evidenza dall’esperimento
Un potente rapporto tra la materia vivente e il
mondo
che ricorda gli effetti a cui accennano le antiche
tradizioni e i testi spirituali.
111
Le emozioni hanno un’influenza diretta sulle cellule del
corpo umano
Anche quando le cellule sono separate dal corpo,
dall’oganismo umano a cui appartenevano.
Sia che le cellule fossero nella stessa stanza o separate da
centinaia di chilometri, quando il soggetto aveva
un’esperienza emotiva, il DNA reagiva come se in
qualche modo fosse stato ancora unito al suo corpo
fisico.
Un
che unisce tutta la materia?
112
Tecnologia interiore
Tecniche per sviluppare
l’emotività coerente
113
C’è qualcosa “là fuori”:
la matrix di un’energia
che collega ogni singola
cosa con tutto ciò che
esiste nell’universo.
Il nostro DNA ci fa
accedere all’energia che
unisce l’universo e
l’emozione umana
costituisce la chiave di
accesso a quel campo.
114
115
116
• E se il segnale di un fotone non dovesse mai
viaggiare per raggiungere l’altro?
• È forse possibile che si viva in un universo
dove le informazioni fra fotoni, le preghiere
dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di
pace per un luogo situato dall’altra parte del
globo, non abbiano bisogno di essere
trasportati da nessuna parte per essere
ricevuti?
117
• L’antico Sutra di Avata Saka del buddismo
Mahayana descrive una meravigliosa rete di
energia che unisce tutto ciò che esiste nel
cosmo.
• Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni
suo punto riflette anche tutti gli altri.
• La rete della matrix oltre a essere l’universo,
lo contiene e gli conferisce qualità
olografiche.
118
• Il principio olografico promette che tutto
ciò di cui abbiamo bisogno per
sopravvivere e crescere è già con noi,
ovunque, sempre … dalla semplicità di un
singolo filo d’erba alla complessità del
corpo umano.
119
• Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti
di alchimia rimasti ignorati fino al 1940. Newton parte
da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina
progressivamente a forme di spiegazione occulta in
grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel
corso della ricerca.
• D’altro canto non è una vera e propria trasfigurazione
alchemica quella che compie Newton quando fa
coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della
geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto
istantaneamente corpi tra loro lontanissimi?
120
• Ma anche nell’illuministico Settecento si aprono
vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a
concetti magici.
• Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di
incontro con i trapassati, in cui credeva anche
l’emblema del razionalismo settecentesco,
Voltaire. Accanto all’illuminismo razionalista e
laico, cresce nel corso del secolo la convinzione
che non sia affatto impossibile comunicare con le
grandi anime dei trapassati.
121
• Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la
magia.
• L’Io non è semplice naturalità. È esso stesso un’
opera d’arte.
• Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella
misura in cui si sappia vivificare tutto.
• Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce
progressivamente l’ambito dell’ignoto. No. È colui
che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni
conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della
sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità.
122
Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se
non quello che si fa mentre lo si fa.
Poiché il nesso universale che collega tutto,
facendo sì che ogni visibile sia unito
all’invisibile, l’udibile al non udibile, il sensibile
al non sensibile, non esiste mai di fatto, non
esiste mai come”fatto”. Ma sempre e
solamente come qualcosa che ‘deve esistere’.
123
Dal cielo stellato, questa
sublime volta del regno
minerale, fino al tappeto
increspato d’un prato
variopinto, tutte le cose
si conservano, vengono
collegate a noi, e rese
comprensibili, e il corso
ignoto dell’infinita storia
naturale viene deviato
fino alla trasfigurazione.
1738-1814)
124
… convinti delle infinite potenzialità
inscritte nella sapienza degli antichi
maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e
di tutti coloro che avevano saputo
custodire con tanta attenzione e rigore
conoscitivo la parte umbratile di
un’esistenza umana mai risolvibile nelle
figure così nettamente e univocamente
disegnate dall’abbagliante luce della
razionalità …
125
il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo
di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina
scientifica
126
127
Charles Seife
La scoperta dell’universo
I misteri del cosmo alla luce della teoria dell’informazione
2006, Bollati Boringhieri
A cura di
Edoardo Boncinelli
Gianvito Martino
Il cervello
La scatola delle meraviglie
Ott 2008, Editrice San Raffaele
Gregg Braden
La MATRIX DIVINA
I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009
Massimo Donà
Magia e Filosofia
2004, Tascabili Bompiani
http://www.jonathonart.com/
128